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油田生产中的自动化计量技术【摘要】随着科学技术的不断进步，油田生产技术水平也在不断跟进，并越来越呈上升趋势，目前各大油田都急需引进功能先进、能提高工人的劳动生产工作效率和油田生产技术管理水平的自动化程度高的油水井计量设备。
【关键词】量油精度自动化油井自动化计量油井液量的计量历来是油田日常生产管理中的一项主要工作，其对油田日常生产中的重要指导和参考意义也是显而易见的，准确、及时的对油井日常产量进行计量，对技术人员掌握各油藏状况，严格制定油田生产方案，并为进一步开发油田均奠定了坚实的基础。
1 目前国内油井产量计量方法目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。
随着科学技术的不断进步，油田生产技术水平也在不断跟进，并越来越呈上升趋势。
各大油田运用的先进的自动化测量仪器也是多种多样。
国内石油工业常见的几种量油方法分别是电极液位量油、玻璃管量油、液面恢复法量油、功图法、翻斗量油量油五种。
其中玻璃管量油约占油田油井使用总数的90%以上，国内各油田普遍采用的传统方法之一。
其原理是在油气分离器上装有一根长80厘米左右并与分离器构成连通管的玻璃管液面计。
分离器内一定重量的油将水压倒玻璃管内，根据玻璃管内水上升的高度得到分离器内油的重量，由此测得玻璃管内液面上升高度所需要的时间，即可折算出油井的产量。
该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为10% ～20%。
电极液位量油，是在玻璃管液面计量油的基础上，在规定的量油高度h上、下各安装一个电极，当水上升到下电极时，计时电表接通开始计时，水上升到上电极时，电表切断停止走动，记录水上升h高的时间t，则可按照玻璃管液面计量油的方法计算出油井的产量。
其基本原理仍然是玻璃管量油。
而其它三种量油方法，其计量精度均不高。
2 以往国外油井计量方法那么国外石油工业油井的计量状况又如何呢，欧洲和美国在油田井口计量中，低含水期采用两相分离，中高含水期采用三相分离，定时连续计量。
油田低产油井计量方法探讨【摘要】本文主要介绍利用功图及液面测试设备，通过对抽油机功图及液面的测试得到油井的工作情况，通过软件和计算得到油井的日产量，以解决目前低产单井计量问题。
【关键词】低产井；功图；液面；软件；油井产量；计量0.概述大庆油田外围油田由于单井日产量平均小于3吨，且多为环状流程，单井产量无法计量，本文介绍一种利用功图传感器及液面回声仪测试设备，通过对抽油机功图及液面的测试得到油井的工作情况，通过功图波形及液面高度和油井液量之间的关系，建立数学模型，利用软件和计算得到油井的日产量，以解决目前低产单井计量问题。
1.系统测试精度1.1对工作正常的井，计量日产液量相对误差小于10﹪。
1.2可测量30口油井以上。
1.3工作温度：-35℃～40℃。
2.仪器的硬件组成2.1仪器的构成与传感器仪器由三大部分组成：传感器部分，YWS微机测算仪部分（下微机），上微机部分。
井口的回声传感器选用CJ-1型井口连接器，功图传感器选用CYC型功图传感器。
YWS型微机测算仪在现场测算产量等参数，IBM上微机存储显示、打印油井资料，以RS232串行通讯方式与YWS微机联系。
2.2YWS微机测算仪硬件主机由输入电路，滤波电路，A/D转换，单片机系统，供电、充电系统等组成。
以接收处理CJ-1型井口连接器发出的强脉冲信号及功图传感器发出的负载、冲程电压信号。
3.仪器的软件设计软件除完成设想的功能外，力求使用方便，拥有中文提示，消除外来不正常的干扰信号，判断误操作等。
4.上微机服务软件服务软件是一个可在系统机上执行的EXE文件，该服务软件带有独立的在线帮助系统、以菜单、窗口的方式来完成各项任务，操作非常简单、方便，即使非计算机操作人员，在软件的帮助、系统的提示下，也可轻松使用。
服务软件的主要功能是为下微机提供存储油井原始参数，保存下微机的测量结果，并显示、打印油井报表、功图波形图、液面波形图，在硬盘空间允许的情况下，能存储16386口油井的原始参数和测量结果。
抽油机井功图法量油技术先导试验唐庆;王新红;孙福山;檀朝东;关成尧【期刊名称】《油气井测试》【年(卷),期】2006(015)006【摘要】目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油、翻斗量油、两相分离密度法和三相分离计量方法等，普遍存在应用装置多、工艺流程过长、投入较多等问题，难以适应地面系统简化优化的要求。
近几年随着功图诊断技术的不断进步和自动化技术的发展，随时监测各油井的工况变化以及瞬时、累计产液量的变化成为可能。
为此，大港油田公司与石油大学（北京）雅丹石油技术开发有限公司合作开展了抽油机井功图法量油技术研究与先导试验，旨在建立和完善适合大港油田地质、工程特征的泵工况分析计算的量化依据，通过进行理论分析和先导性试验研究，形成一套以“示功图法”计算产液量的理论和方法，为功图法计量技术在大港油田的推广应用作好充分的技术准备。
【总页数】2页(P64-65)【作者】唐庆;王新红;孙福山;檀朝东;关成尧【作者单位】大港油田公司采油工艺研究院,天津,300280;大港油田公司采油工艺研究院,天津,300280;大港油田公司采油工艺研究院,天津,300280;中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】TE15【相关文献】1.抽油机井功图试井技术在文留油田的应用 [J], 袁业启;耿丽萍;崔新兰;陶利萍2.抽油机井功图法闭环智能控制系统技术应用 [J], 张一凡;杨松3.抽油机井功图法量液技术在马厂油田的应用 [J], 沈治凯;马成才;段文庆;兰俊;陈建强;赵平文;田野4.高气液比抽油井功图法量液技术适应性分析 [J], 李玉青; 易南华; 关成尧; 田野5.高气液比抽油井功图法量液技术适应性分析 [J], 李玉青; 易南华; 关成尧; 田野因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
示功图量油技术在老河口油田的应用以柱塞抽油泵理论功图为基础，利用波动方程实现地面示功图向抽油泵井下示功图的转换，依据示功图特征对供液程度、漏失程度、气体影响等进行修正，计算有效冲程，最终实现单井产液量的计算。
实践表明，对于功图特征明显的井，本计算方法简便快捷可靠。
同时，可实时监控油井产液量，具有较强的实用性。
抽油泵示功图量油产液量1技术开发背景桩西采油厂目前有抽油机井610口左右，大部分井处于滩海地区，多年以来，油井产量计量方法主要采用人工玻璃管量油方法，该方法存在现场操作工人劳动强度大、计量非连续性等问题，特别是老河口油田，进海平台上油井量油，遇风暴潮时人员不能进入井台，遇风浪天气进海量油则存在安全隐患，难以适应安全管理及地面系统简化优化的需要。
随着技术的进步，越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量技术。
因此，在广泛调研国内新型单井计量技术的基础上，开展抽油机井功图法量油技术的研究与试验，建立了油水井远程在线计量分析系统模型，对其进行优化试验后进入现场应用。
2示功图量油技术原理2.1示功图转换技术在利用波动方程转换的处理方式上，比较有限差分法和逐步积分法，筛选出多级杆波动方程基本形式：。
式中：e-弹性模量，kpa；a-抽油杆截面积，m2；u-抽油杆位移，m；x-沿抽油杆方向距离，m；ρ-抽油杆材料密度，kg/m3；gc-单位换算系数；t-时间，s；c-阻尼系数，s-1。
利用该基本公式可推导出抽油杆基本诊断模型。
2.2功图的数字化处理计算示功图周长，分成144份，特殊点加密，求取每个端点的坐标，共有144个点。
这样就把点数不一的示功图，变成都具有144个点的数据集。
x=（x-xmin）/（xmax-xmin），y=（y-ymin）/（ymax-ymin）。
式中，x和y分别是功图端点的横、纵坐标。
取预处理后的数据组成向量：{an}={x1，y1，x2，y2……x144，y144}。
构建标准样本，通过与标准功图向量对比，生成权重矩阵，经内部数据识别处理程序，完成功图识别与损失冲程计算。
抽油机井示功图测量方法发展探讨发布时间：2021-07-14T03:05:33.771Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：马占峰1 吕金宝2 张继杰3 [导读] 示功图量油技术建立在传统的功图量油技术基础上，为采用综合分析技术的功图量油技术，通过安装使用传感器，在计算机技术的支持下，开发了抽油机井的泵功图。
大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿测试队黑龙江大庆 163000摘要：在油田监测工作中，示功图是分析油田抽油机井深井泵工作情况、计算抽油机系统效率的重要手段。
随着技术的发展与进步，功图计量逐渐发展为一种高效、低成本的软件计量方式。
基于此，本文结合油田作业过程特点，研究了基于神经网络的示功图量液测量技术，并结合其具体的应用，指出当前该项技术中存在的问题，并提出相应的优化措施。
关键词：抽油机井；示功图；测量引言当前，在油田生产过程中加强了对抽油机井采油技术的使用，也就导致油田生产工作开展中机井数量迅速增加，继而加重了日常的抽油井管理工作的开展。
使用人工检查的方式，无法及时的发现停井、无法诊断等情况的排查，就导致在日常管理工作的开展不能及时的跟踪分析油井产液量变化，要根据实际工作开展情况建立起新的精细化管理模式，改变传统工作开展中存在的不足之处，于是应运诞生了抽油机井监控诊断与示功图计量产液量技术。
该技术在油井中使用产量计算准确、及时，并且该技术的应用对于油藏的掌握状况、方案制定等都有着重要的指导意义。
1应用示功图量液测量技术的原理1.1示功图量油原理示功图量油技术建立在传统的功图量油技术基础上，为采用综合分析技术的功图量油技术，通过安装使用传感器，在计算机技术的支持下，开发了抽油机井的泵功图。
目前，示功图法油井计量技术逐渐成为油田开采作业过程中使用最普遍的一种方式，主要根据游梁机和油井产液量之间的关系变化更好地直观演示基于有杆泵稠油系统进行复杂振动的过程。
该振动系统在各种基础条件的影响下，会对外部的一些因素发生反应，通过有效分析对泵功图，可以确定泵的冲程、漏失、充满程度、充气情况等影响因素，并很好地计算出油井下泵的具体排量数据，最终计算出有效的排量，以完成量油的效果。
油井产量计量油田生产自动化管理的过程中，关键在于实现抽油机油井产量计量的自动化。
油田生产过程中，制定油田合理生产方案的主要依据包括油井单位时间的准确出油量、油藏地下区块动态、油藏区块开发潜力预测、油田全局产能的总体把握。
当前主要有三种方式计算抽油机的井出油量。
这三种模式分别为：小站计量、井口多向流计量、示功图计量[9]。
第一种抽油机计量模式是早先采用的计量模式，然而由于其具有投资金额大、地面生产工艺复杂、不能实现连续计量的缺点现在已不采用这种方法了；第二种计量方式虽然克服了小站计量模式的诸多弊端且具较高的计量精度，但是这适用范围受到很大的局限，在小范围的使用当中精度较高，但是如果扩大使用范围，计量精度大打折扣，因此国内也很少使用这种方法；示功图计量模式在现在的油田应用当中已经基本取代了小站计量模式和井口多向流计量模式，原因是示功图计量投资小，可以实现连续计量，并且该技术不需要大量的地面管线设备和分离器。
中国的示功图计量方法起步较晚，发展水平相比较国外来说较差，最近些年来这方面的研究得到了重视，通过近些年来示功图计量技术的发展和完善，示功图计量模式已经较大规模的被各大油田使用，使用结果也显示该计量方式较优于其他的计量方法。
由于油田的井下作业环境恶劣，比如井下空间较小、高温、高压、地面设备多、易腐蚀等。
在井下的环境下有杆泵抽油机井设备发生故障的概率较高，及时的故障诊断就显得非常重要。
示功图计量模式就可以通过示功图的表现形式进行抽油机的故障诊断。
因此，做好示功图计量模式的研究，对于提高我国石油产能具有重要的意义。
示功图模式的发展不仅能够降低油田生产管理的成本，还能在提高油田产能和经济效益，某种意义上说对促进我国石油产业生产力的快速发展具有重要意义1982年，陈宪侃[13]在《示功图定量解释》一文中首次提出可以用示功图量油法算出抽油机井产液量。
随后在1986年，周继德[14]在《用示功图拉线法计算抽油机井产量和泵筒漏失量》提到用泵示功图拉线法计算抽油机井出油量的产量。
高气液比油井功图量油技术适应性分析（作者）摘要：针对高气液比油井采用玻璃管计量方法的不足，大港油田采油四厂采用“功图法”量液技术对气体影响特征明显的抽油机井示功图进行试算分析，得到气液比与液量计算误差关系曲线，通过气液比、含水、套压、沉没度等已知数据推算出泵入口压力下的气液比，可以初步简单地判断“功图法”计量技术的对高气液比抽油机的计算临界值。
关键词：高气液比功图特征功图法适应性分析一、引言目前，在油田生产开采中，全国90%以上的油井采用的玻璃管量油，该方法采用间歇方式来折算产量，导致原油系统误差为10%-20%[1]，而高气液比油井由于含气较大，使计量准确率更低。
大港油田采油四厂为贯彻大港油田分公司的地面系统优化、简化油井计量的工作方针，在抽油机井功图法量油技术先导试验[2][3]成功的基础上安装使用了YD油井远程监测、液量自动计量及分析优化系统[4]。
经过现场的实际应用，总结出，中高气液比油井是“功图法”产液量计算的优势所在，对于气体较多的油井，“功图法”产液量计算能够更好地反映油井的实际状况及生产动态[5]。
二、高气液比油井功图特征高气液比抽油机井在生产过程中，由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气。
上冲程开始后，泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使吸入阀打开滞后（B’点），加载变慢，余隙越大，残存的气量越多，泵口压力越低，则吸入阀打开滞后得越多，即BB’线越长。
下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出阀滞后打开（D’点），卸载变慢（CD’），泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，则DD’线越长，示功图的“刀把”越明显。
（如图1所示）图1 油井气体影响示功图三、“功图法”量液技术应用分析高气液比油井一直以来是各种传统产液量计量的难点，传统的分离器量油中虽然有时部分地实现了气体和液体的分离，但是因为气体的压缩性很好，即使是三相分离的分离器量油技术也无可避免的受量油时间压力系统波动和再分配的影响。
数字化油田功图计产实际应用中认识摘要：近年来随着油田数字化管理的全面应用，功图计产也得到了飞速发展。
但由于设备运转、设备故障、参数设置、气体影响等技术问题以及外部影响因素，导致计产结果与实际产液情况有一定的差距。
如何提高功图计产应用就主要靠其它计量手段进行辅助和人为判断来进行应用，以达到接近实际产量的效果。
关键词：数字化；功图计产；油井监控1基本原理功图法计量技术最早可以追溯到上世纪年代初，在随后的几十年里，功图法计量技术先后经历了“拉线法”——“面积法”——“液量迭代法”——“有效冲程法”的过程，理论技术也逐渐从定性发展到定量。
1.1 抽油机示功图分类及特点示功图作为功图法计量技术的重要基础数据来源，包含了有杆抽油系统运行情况的丰富信息，是工况诊断和相关计算的基础。
它是…条描述抽油机在一个汲取周期内，抽油杆某个截面处载荷与位移的大小、变化规律及其对应关系的闭合曲线在工况诊断与产量计量研究中应用最多的是实测悬点示功图和泵示功图。
1.2 功图法计量技术的工作原理将有杆抽油系统视为一个振动系统，由抽油井中的抽油管柱、油管、液体三个系统在三维空间内振动，位移、速度、应变、应力及负荷都与时间有关，并且3个系统的受力和位移是相互耦合的。
因此，从抽油机井系统受力入手，考虑抽油杆、油管、液柱3个子系统在三维空间的振动及杆、管、液三者之间的接触力和相应的摩擦力对系统轴向振动的影响，把在井口测取杆柱载荷和位移与时间的变化规律所生成的悬点示功图作为激励，而把反映深井粟入口处载荷和位移关系的泵示功图作为响应，通过建立和求解系统模型，得到已知悬点示功图激励下的泵示功图，进而确定阀开闭点的位置，经计算机识别柱塞的有效冲程并计算泵的井下排液量。
最后结合油层物性及生产参数得到井口液量，功图法油井计量系统原理如图1-1所示。
图1-1 功图法计量原理图2目前计产过程中存在问题2.1载荷变化导致的计产差距结蜡井由于载荷变化导致，功图面积和形状产生一定的偏移，从而导致功图计产的结果发生很大的变化，如图2-1所示该井的功图形状并无太大变化，但由于结蜡影响，该井的功图计产的结果出入最大的差距在4-5m3液量，但实际该井液量变化只在1m3以内。
